一種逆反射膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種逆反射膜，包括基材層和逆反射微結(jié)構(gòu)層，基材層為透明材料，所述逆反射微結(jié)構(gòu)層包括若干逆反射微結(jié)構(gòu)，所述逆反射微結(jié)構(gòu)包括上底面、下底面、及連接上底面和下底面的3個(gè)側(cè)面，所述上底面為粗糙面。本發(fā)明的逆反射膜既可以保證平行于入射方向逆反射光的強(qiáng)度要求，又可以將平行于入射方向的多余的光能量以散射的形式逆反射，在保證散射光能量的同時(shí)擴(kuò)大了散射的角度，擴(kuò)大了逆反射膜的觀察角。
【專利說明】一種逆反射膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種逆反射膜。
【背景技術(shù)】
[0002]逆反射膜已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種交通警示和個(gè)人安全等方面，如車輛上的警告標(biāo)志、道路上的危險(xiǎn)警告標(biāo)志、交控制標(biāo)志、導(dǎo)航標(biāo)志或廣告牌等。
[0003]如圖1和圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的逆反射膜結(jié)構(gòu)，目前的逆反射膜包含至少一層基材層以及一層逆反射微結(jié)構(gòu)層，用于逆反射的微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在入射光線的另一側(cè)，入射光線首先通過基材，之后進(jìn)入逆反射微結(jié)構(gòu)層，在逆反射微結(jié)構(gòu)層內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的光學(xué)全反射之后以與入射光相反的方向出射。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的逆反射膜結(jié)構(gòu)只是單純的依靠立方角的全反射特性將入射光線符合全反射條件的部分進(jìn)行逆反射，其余不符合全反射條件的光線在立方角組合的內(nèi)部經(jīng)過多次折反射之后少部分光線以散射的形式進(jìn)行反射，導(dǎo)致該立方角組合的逆反射光觀察角度小，偏離一定角度之后反射光線強(qiáng)度小，不利于被發(fā)現(xiàn)和起到警示作用。
[0005]如圖3所示，該逆反射膜主要由基材層I，逆反射微結(jié)構(gòu)層2和光擴(kuò)散層3組成，入射光線在逆反射微結(jié)構(gòu)內(nèi)部分為2部分，符合全反射條件的光線4經(jīng)過微結(jié)構(gòu)全反射之后以與入射方向相反的方向出射，不符合全反射條件的光線5經(jīng)過微結(jié)構(gòu)的折反射之后進(jìn)入光擴(kuò)散層3，在擴(kuò)散層經(jīng)過多次的折反射之后以與入射方向相反的方向夾帶一定角度出射到空氣中形成散射。
[0006]圖3所示的逆反射膜是玻璃微珠型逆反射膜和棱鏡型逆反射膜的結(jié)合，相對(duì)于傳統(tǒng)的棱鏡型逆反射膜，該結(jié)構(gòu)是將大角度入射或者因不符合全反射條件而損失的光線通過玻璃微珠擴(kuò)散層進(jìn)行折反射，提升擴(kuò)散的效果非常有限，而且該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度較大。
[0007]如圖4所示，該逆反射結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)需要將整個(gè)微結(jié)構(gòu)單元向某一個(gè)方向整體傾斜一定角度，然后再組合，通過不同角度的微結(jié)構(gòu)組合形成具有不統(tǒng)一微結(jié)構(gòu)的逆反射膜。這樣的結(jié)構(gòu)減少了全反射部分的光，增大了散射光。
[0008]圖4所示的逆反射結(jié)構(gòu)是由不同傾角的微結(jié)構(gòu)單元結(jié)合而成，由于具有不統(tǒng)一的微結(jié)構(gòu)，加工難度比較大。
[0009]因此，針對(duì)上述技術(shù)問題，有必要提供一種新的逆反射膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種逆反射膜，其能夠擴(kuò)大光線的散射角度同時(shí)又能保證逆反射光線的能量。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0012]一種逆反射膜，包括基材層和逆反射微結(jié)構(gòu)層，基材層為透明材料，所述逆反射微結(jié)構(gòu)層包括若干逆反射微結(jié)構(gòu)，所述逆反射微結(jié)構(gòu)包括上底面、下底面、及連接上底面和下底面的3個(gè)側(cè)面，所述上底面為粗糙面。[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述相鄰側(cè)面之間的夾角為90°。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上底面為漫反射面，且所述上底面涂有漫反射涂層。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述漫反射涂層中包含白色塑料顆粒和/或透明顆粒。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上底面為透射面，且所述上底面附著有漫反射層。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述各個(gè)逆反射微結(jié)構(gòu)間的上底面和下底面的投影面積比相同或不同。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述各個(gè)逆反射微結(jié)構(gòu)的上底面和下底面形成一夾角，且上底面向任意方向傾斜。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述夾角大于等于O度且小于等于30度。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述基材層材質(zhì)為PET、PMMA、PC、玻璃中透明材料的一種或多種透明材料的復(fù)合體。
[0021]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明的逆反射膜既可以保證平行于入射方向逆反射光的強(qiáng)度要求，又可以將平行于入射方向的多余的光能量以散射的形式逆反射，在保證散射光能量的同時(shí)擴(kuò)大了散射的角度，擴(kuò)大了逆反射膜的觀察角。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中逆反射膜的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中逆反射膜的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中另一逆反射膜的光學(xué)原理圖；
[0027]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中又一逆反射膜的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明逆反射膜中逆反射微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明一種逆反射膜(實(shí)施例1)的光學(xué)原理圖；
[0030]圖7為本發(fā)明一種逆反射膜(實(shí)施例2)的光學(xué)原理圖；
[0031]圖8為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆反射膜光線的走向示意圖；
[0032]圖9為實(shí)施例1中逆反射膜光線的走向示意圖；
[0033]圖10為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆反射膜光線角度和光強(qiáng)的曲線圖；
[0034]圖11為實(shí)施例1中逆反射膜光線角度和光強(qiáng)的曲線圖；
[0035]圖12為實(shí)施例2中逆反射膜光線的走向示意圖；
[0036]圖13為實(shí)施例2中逆反射膜光線角度和光強(qiáng)的曲線圖；
[0037]圖14為實(shí)施例3中逆反射膜光線角度和光強(qiáng)的曲線圖；
[0038]圖15為本發(fā)明另一實(shí)施例中逆反射膜的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖16為本發(fā)明再一實(shí)施例中逆反射膜的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0040]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0041]為了能更好的擴(kuò)大光線的散射角度同時(shí)又保證逆反射光線，本發(fā)明提出一種逆反射膜，該逆反射膜由至少一層基材層和一層逆反射微結(jié)構(gòu)層組成，逆反射微結(jié)構(gòu)層包括若干逆反射微結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，可以增加一層漫反射層。
[0042]如圖5所示，本發(fā)明中逆反射微結(jié)構(gòu)包括上底面21、下底面22、及連接上底面和下底面的至少3個(gè)側(cè)面23，定義逆反射微結(jié)構(gòu)側(cè)面趨于相交端的面為上底面21，與之對(duì)應(yīng)的稱為下底面22。優(yōu)選地，下底面22為等邊三角形，側(cè)面為三個(gè)，且三個(gè)側(cè)面互相呈約90°夾角。上底面21為粗糙面，可用作漫反射面或者透射面，作為漫反射面時(shí)，可以在該面涂漫反射涂層，漫反射涂層可以包含PMMAPC或者其他白色塑料顆粒也可以摻入玻璃微珠等透明顆粒，當(dāng)作為透射面時(shí)，需在該面貼一層漫反射層用于漫反射。
[0043]逆反射微結(jié)構(gòu)附著在基材層上，基材層材質(zhì)為PET、PMMA、PC、玻璃或其他透明材料的一種或多種透明材料的復(fù)合體。光線首先入射至基材層，經(jīng)過基材層后進(jìn)入逆反射微結(jié)構(gòu)層，在逆反射微結(jié)構(gòu)層中全反射區(qū)域光線會(huì)進(jìn)行全反射，在漫反射區(qū)域或者透射區(qū)域，光線會(huì)進(jìn)行漫反射或者透射，經(jīng)過透射后的光線在漫反射層進(jìn)行漫反射。
[0044]結(jié)合圖6所示，本發(fā)明的第一種逆反射膜包含基材層10和逆反射微結(jié)構(gòu)層20，逆反射微結(jié)構(gòu)層包含上底面21，下底面22及3個(gè)側(cè)面23，上下底面都為等邊三角形，三個(gè)側(cè)面互相呈約90度。其中，逆反射微結(jié)構(gòu)層20中的上底面21上還附著有漫反射層30。
[0045]光線入射至逆反射膜，在微結(jié)構(gòu)內(nèi)部光線分成3個(gè)部分:
[0046]①符合全反射條件的光線6將以全反射的形式逆反射；
[0047]②直接射向上底面另一部分光線7將透過上底面入射至漫反射層，經(jīng)過漫反射層的漫反射之后形成逆反射；
[0048]③其他不符合全反射條件也沒有射向上底面的光線8在微結(jié)構(gòu)和漫反射層間進(jìn)行多次的折反射后也形成反射。
[0049]在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以通過調(diào)節(jié)上底面和下底面的面積比來(lái)控制散射光線的能量，以符合實(shí)際應(yīng)用要求。
[0050]結(jié)合圖7所示，本發(fā)明的第二種逆反射膜包含基材層10和逆反射微結(jié)構(gòu)層20，逆反射微結(jié)構(gòu)層包含上底面21，下底面22及3個(gè)側(cè)面23，上下底面都為等邊三角形，三個(gè)側(cè)面互相呈約90度，其中上底面涂有漫反射涂層(未圖示)，漫反射涂層可以包含PMMA，PC或者其他白色塑料顆粒也可以摻入玻璃微珠等透明顆粒。
[0051]光線入射至逆反射膜，在微結(jié)構(gòu)內(nèi)部光線分成3個(gè)部分:
[0052]①符合全反射條件的光線6將以全反射的形式逆反射；
[0053]②直接射向用于漫反射的上底面另一部分光線7以散射的形式反射；
[0054]③其他不符合全反射條件也沒有射向漫反射面的光線8在微結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行多次的折反射后部分逆反射，部分損失。
[0055]在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以通過調(diào)節(jié)上底面和下底面的面積比來(lái)控制散射光線的能量，以符合實(shí)際應(yīng)用要求。
[0056]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0057]實(shí)施例1:
[0058]如圖6所示，一種逆反射膜，包括一層基材層、一層逆反射微結(jié)構(gòu)層以及一層附著于微結(jié)構(gòu)上表面的漫反射層，逆反射微結(jié)構(gòu)上底面與下底面的面積比約為0.197，基材折射率為1.6，微結(jié)構(gòu)的折射率為1.56，漫反射層對(duì)入射光線具有漫反射的效果。一束近似平行的光束從遠(yuǎn)處入射至該逆反射膜，通過基材后進(jìn)入微結(jié)構(gòu)區(qū)域，在微結(jié)構(gòu)內(nèi)部和漫反射層之間進(jìn)行折反射。
[0059]圖8為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆反射膜光線走向示意圖，由圖8可看到其光線集中在一定的角度范圍，光束集中，發(fā)散角度小并且有一部分的光線經(jīng)過折反射之后直接出射損失。
[0060]圖9為經(jīng)過本實(shí)施例改進(jìn)后的逆反射膜之后光線的走向示意圖，由圖9可以看到光線經(jīng)過逆反射膜之后部分光線集中在一定的角度內(nèi)逆反射，光線相比圖8比較分散，另一部分光線呈一定的大角度散射并且整體光線能量損失小。
[0061]圖10是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光線角度和光強(qiáng)的曲線圖，由圖10得出傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逆反射膜一般的整體散射角度約為80°左右，反射能力過于集中，觀察者稍有角度偏離便不能很好的發(fā)現(xiàn)反射物。
[0062]圖11是本實(shí)施例采用的微結(jié)構(gòu)所得到的光線角度和光強(qiáng)的曲線圖，由圖11看出本實(shí)施例的逆反射膜對(duì)光線能量進(jìn)行的重新的分配，適當(dāng)降低了正面逆反射光的強(qiáng)度同時(shí)擴(kuò)大了物體反射光的觀察角。由圖11看出本實(shí)施例的整體散射角度接近180°，中心光強(qiáng)相比圖10雖有所降低，但擴(kuò)大的觀察角度能讓在較大觀察角度的觀察者也能發(fā)現(xiàn)反射物的存在。
[0063]實(shí)施例2:
[0064]如圖7所示，一種逆反射膜，包括一層基材層、一層逆反射微結(jié)構(gòu)層，逆反射膜上底面涂有漫反射涂層，漫反射涂層可以包含PMMA或者其他白色塑料顆粒也可以摻入玻璃微珠等透明顆粒。
[0065]如圖12所示，一束近似平行的光束從遠(yuǎn)處入射至該逆反射膜，通過基材層后進(jìn)入微結(jié)構(gòu)區(qū)域，在微結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行折反射。由圖12可以看到光線經(jīng)過逆反射膜之后部分光線集中在一定的角度內(nèi)逆反射，另一部分光線呈一定的大角度散射并且整體光線能量損失小。相對(duì)圖8和圖9，本實(shí)施例的散射效果更佳。
[0066]圖13是本實(shí)施例采用的微結(jié)構(gòu)所得到的光線角度和光強(qiáng)的曲線圖，同樣的，中心光強(qiáng)雖有所降低，但擴(kuò)大的觀察角度能讓在較大觀察角度的觀察者也能發(fā)現(xiàn)反射物的存在。
[0067]實(shí)施例3:
[0068]本實(shí)施例中將逆反射微結(jié)構(gòu)的上底面制作成粗糙面(Matte面)，其余均與實(shí)施例1相同,相對(duì)于實(shí)施例1中普通的平面，Matte面的表面不平整性會(huì)對(duì)光線起到更好的擴(kuò)散作用。經(jīng)過模擬得到圖14發(fā)光曲線，由圖14可以看出相對(duì)普通平面圖11的發(fā)光，本實(shí)施例中的擴(kuò)散光能量更加多。
[0069]進(jìn)一步地，在其他實(shí)施方式中，如圖15所示，同一逆反射膜中逆反射微結(jié)構(gòu)間可以有不同的上、下底面積比，以根據(jù)實(shí)際要求控制散射光線的能量。[0070]進(jìn)一步地，在其他實(shí)施方式中，如圖16所示，逆反射微結(jié)構(gòu)的上底面與下底面形成一夾角，可以向任意方向傾斜，再進(jìn)行組合，夾角可大于等于O度且小于等于30度，以根據(jù)實(shí)際要求控制光線方向。
[0071]由以上實(shí)施例可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的逆反射膜既可以保證平行于入射方向逆反射光的強(qiáng)度要求，又可以將平行于入射方向的多余的光能量以散射的形式逆反射，在保證散射光能量的同時(shí)擴(kuò)大了散射的角度，擴(kuò)大了逆反射膜的觀察角。
[0072]本發(fā)明逆反射膜還通過增加漫反射涂層或者漫反射層，將平行于入射方向的多余的光能量以散射的形式逆反射，在保證平行于入射光方向逆反射光強(qiáng)度的同時(shí)又?jǐn)U大了散射角度，提高了散射能量，擴(kuò)大了逆反射膜的觀察角度，且依然能夠使物體被發(fā)現(xiàn)并起到警示作用。
[0073]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0074]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種逆反射膜，包括基材層和逆反射微結(jié)構(gòu)層，基材層為透明材料，所述逆反射微結(jié)構(gòu)層包括若干逆反射微結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述逆反射微結(jié)構(gòu)包括上底面、下底面、及連接上底面和下底面的3個(gè)側(cè)面，所述上底面為粗糙面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述相鄰側(cè)面之間的夾角為90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述上底面為漫反射面，且所述上底面涂有漫反射涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆反射膜，其特征在于，所述漫反射涂層中包含白色塑料顆粒和/或透明顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述上底面為透射面，且所述上底面附著有漫反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述各個(gè)逆反射微結(jié)構(gòu)間的上底面和下底面的投影面積比相同或不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述各個(gè)逆反射微結(jié)構(gòu)的上底面和下底面形成一夾角，且上底面向任意方向傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的逆反射膜，其特征在于，所述夾角大于等于O度且小于等于30度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射膜，其特征在于，所述基材層材質(zhì)為PET、PMMA、PC、玻璃中透明材料的一種或多種透明材料的復(fù)合體。
【文檔編號(hào)】B32B37/06GK103837916SQ201410103666
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】朱偉, 陸國(guó)華 申請(qǐng)人:張家港康得新光電材料有限公司